一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构的制作方法

1.本实用新型属于石油化工技术领域，涉及一种石油化工板式塔中的塔内件，尤其是一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构。


背景技术：

2.随着国家对石油化工行业在环保和节能领域提出的越来越高的要求，以及目前企业效益最大化的需求，装置大型化已经成为石油化工行业的一个主要发展趋势。
3.一般塔盘及其支撑结构设计要同时满足两个要求：一、在操作条件下，要满足强度和挠度的要求；二、在安装条件下要满足强度要求。若单纯的考虑提高塔盘效率，则希望塔盘挠度越小越好，但是允许挠度过小，将会增加塔盘厚度和支撑梁的截面尺寸，就会耗费过多的材料。随着大型板式塔的发展，市场竞争越来越激烈，塔盘拆装方便及轻量化要求越来越高，采用工字钢等型钢梁的弊端越来越凸现出来，特别是超过7米以上的大型塔器中，为保证强度和挠度的要求，工字钢等型钢梁的高度和宽度都成倍的增长，造成了梁的重量过大，占用空间大，严重影响塔器内气液两相的流动状态和传质效果。随着大塔径塔盘结构优化的要求越来越高，这就要求我们在保证塔盘强度和刚度的同时，尽最大可能的优化大塔盘结构，降低生产成本。
4.现有大塔径塔盘，为了满足强度和小挠度要求，一般大塔径塔盘每层都采用多根桁架梁对塔盘进行支撑，且现有桁架梁结构一般为焊接结构，主要是由两个或两个以上平行弦及平行弦之间焊接立杆或斜杆或定距杆构成，此种桁架梁一般无法从人孔进入，会要求提前供货到塔体厂，要求在塔体最后一道焊缝焊接之前进塔安装，若桁架梁平行弦较多，梁较高，体型过于庞大就会给安装和吊装工作增加难度，所以一般现有桁架梁设计不能太高。且桁架梁提前进塔安装好后，大型塔体是采用立式安装、卧式运输，在运输过程中为避免颠簸对桁架梁造成损坏，一般都会要求对桁架梁进行框架支撑，这就又会耗费大量的人力、物力、财力。因此急需一种安装不受高度限制，运输组装方便，强度高、挠度小的塔盘结构。
5.通过检索发现如下与本技术相关的专利文献，具体公开内容如下：
6.1、一种方便拆装的分块式塔盘(cn211865044u)，包括：下支架、支架、支撑圈和塔盘板；塔盘板为圆形，塔盘板由两组塔盘子板拼接而成，两组塔盘子板相对于塔盘板的竖直直径方向对称，每组塔盘子板沿着竖直直径方向分为9块，即塔盘板共包括18块塔盘子板，除最外侧的4个塔盘子板具有一条垂直竖直直径方向的边外，其余塔盘子板均具有相互平行的垂直竖直直径方向的两条边；每一组塔盘子板包括：第一塔盘子板、第二塔盘子板、第三塔盘子板、第四塔盘子板、第五塔盘子板、第六塔盘子板、第七塔盘子板、第八塔盘子板、第九塔盘子板；下支架通过支架与塔盘板连接，下支架的第一顶板与支架的下底板通过螺栓连接，支架的第二顶板通过螺栓和紧固件与塔盘板连接，支架为工字型结构，支架的第二顶板的两端分别通过螺栓和紧固件与一组塔盘子板连接；各个塔盘子板之间分别通过螺栓在彼此邻近的位置连接，同时各个塔盘子板与支撑圈通过螺栓和连接件连接固定，实现塔
盘的整体结构安装。
7.2、一种塔盘板连接件(cn201620283749.6)，所述第一塔盘板的一端设有搭接部，所述搭接部平面高度低于所述第一塔盘板平面高度且所述搭接部平面与所述第一塔盘板平面平行，所述塔盘板连接件包括相对设置的第一端和第二端，所述第二端固定在所述第一塔盘板上，所述第一端沿垂直于所述第一塔盘板平面的方向延伸得到一突出体，所述第二塔盘板包括相对设置的第一表面和第二表面，使所述第二表面与所述搭接部贴合，相对所述突出体沿朝向或远离所述第一塔盘板方向滑动所述第二塔盘板，使所述突出体与所述第一表面固定或脱离。
8.3、一种便于搬运的可拆卸分块式塔盘(cn210700024u)，包括支座，所述支座安装在塔身内侧，所述支座顶端竖直焊接有调节螺栓，所述调节螺栓顶端通过开孔竖直插装在塔盘板一侧，所述调节螺栓顶端螺接有调节螺母，所述塔盘板靠近支座的一侧顶端竖直焊接有固定螺栓，所述固定螺栓顶端通过开孔竖直插装在压片上。本实用新型便于搬运的可拆卸分块式塔盘通过固定螺栓和固定螺母对塔盘板进行安装，螺纹连接便于拆卸和组装，压片和压圈对填料进行压实，保证了自身的气密性；通过塔盘泡罩可以让塔盘板下方的气体进入到塔盘板上方，限位螺栓与限位螺母配合使用，可以调节泡帽与升气管之间的开合度，从而调节气体上升的速率。
9.通过技术特征的对比，上述公开专利文献与本实用新型的技术结构不相同，不会影响本实用新型申请的创造性及新颖性。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构，这种大型塔盘结构的支撑梁克服了传统工字钢等型钢梁的不足和现有焊接结构桁架梁的不足，解决了板式塔技术大型化中的对塔盘强度和挠度的严格要求，极好的解决了大型塔器中塔盘的支撑、拆装和运输问题，有效的节省检修和安装时间，极大地降低了劳动成本和生产成本。
11.本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
12.一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构，包括塔体、塔盘板、桁架梁、降液板、受液盘以及吊梁结构，所述桁架梁由多层主梁通过腹杆活动连接组合而成，所述桁架梁与多个降液板垂直设置，所述塔盘板与降液板、受液盘以及桁架梁的每层主梁进行活动连接，所述降液板包括降液板本体、降液板连接板一以及降液板连接板二，所述降液板连接板一间隔固装在桁架梁的每层主梁上，降液板连接板二间隔固装在塔体上，所述降液板本体两端分别与降液板连接板一和降液板连接板二螺栓连接，形成一个鱼刺型框架梁结构；
13.且位于边上的降液板，其底部通过焊接有多个定位筋板与底部受液盘进行连接，位于中间位置的降液板呈对称设置状态，且在呈对称设置状态的降液板之间设置有多组吊梁结构；每组吊梁结构处的降液板上开设有利于降液板两侧气体流通的气相流通孔；每组所述吊梁结构包括连接杆一以及连接杆二，所述连接杆一水平横跨在降液板之间，所述连接杆二正交活动安装在连接杆一中部，与连接杆一形成一个吊梁结构，所述连接杆二下部两侧焊接有筋板一，所述筋板一用来与降液板下沿连接，所述连接杆二底端部焊接有筋板二，通过该筋板二与下层受液盘螺栓连接，形成一个完整的塔盘结构。
14.而且，所述桁架梁包括多层主梁，多层主梁根据塔盘的间距垂直于降液板上下间隔平行设置；每层主梁上均布间隔安装有连接板，上下相邻主梁的连接板之间通过腹杆螺栓连接，形成三角支撑结构；且每层的主梁的两端上均制有与焊接在塔体上的固定筋板上的螺栓孔相匹配的长圆形孔，主梁通过螺栓与固定筋板进行连接；且位于最上层的主梁为顶梁，位于中间位置的主梁包括第一主梁组件和第二主梁组件，所述第一主梁组件和第二主梁组件沿着塔体竖直方向交替排列设置，所述第一主梁组件包括第一主梁，第二主梁组件包括第二主梁，位于最下层的主梁为底梁，所述底梁两端还制有与焊接在塔体上的支座上的螺栓孔相适配的搭靠孔，通过螺栓与支座进行连接实现整体桁架梁的稳定设置。
15.而且，所述主梁的结构包括单层梁结构和双层梁结构，所述单层梁结构包括一体制成的成品t型梁、一体制成的成品工字钢梁以及由钢板焊接连接而成的型钢梁；所述双层梁结构包括由角钢梁背靠背焊接组成的t型钢梁、由槽钢背靠背焊接组成的工字钢梁以及由其他型钢背靠背焊接组成的对称截面梁。
16.而且，所述主梁的结构为单层梁结构，在主梁表面中心线上沿梁的长度方向焊接有多个连接板。
17.而且，所述主梁为双层梁结构，主梁的背靠背焊接的型钢之间的缝隙处沿梁的长度方向夹装并且焊接有多个连接板，且在主梁未焊接连接板的缝隙处还焊接盖板。
18.而且，所述腹杆的形心线与主梁的形心线在同一平面内且与主梁相交；所述腹杆为型钢，腹杆与主梁之间的夹角范围为0
°
～180
°
，每个腹杆两端均开有两个或三个螺栓孔。
19.而且，所述连接板包括连接板一、连接板二以及连接板三，所述连接板一间隔设置在底梁上表面、顶梁下表面以及第二主梁的上、下表面，且底梁的连接板一与顶梁的连接板一呈现上下对称状态，第二主梁上表面设置的连接板一与底梁上的连接板一相对应，第二主梁的下表面设置的连接板一与顶梁上的连接板一相对应；所述连接板二均布间隔设置在第一主梁上、下表面；且在第一主梁同侧相邻的连接板二之间还设置有连接板三；所述第一主梁组件的连接板二与底梁、顶梁以及第二主梁上的连接板一在竖直方向对应，且第一主梁上相邻的连接板二和连接板三均通过腹杆与其上下相邻主梁上对应的连接板一螺栓连接形成三角结构。
20.而且，所述吊梁结构横跨在降液板之间，通过螺栓与两侧降液板连接，底部和下一层受液盘进行连接，形成一个整体支撑部件；且所述吊梁结构中的连接杆一为带有法兰板的方管或者圆管，法兰板上开有螺栓孔，降液板与之连接处的位置上也设有同管径大小的孔及相匹配的螺栓。
21.而且，所述塔盘板为角钢塔盘板、浮阀塔盘板、筛板塔盘板；所述受液盘为平受液盘或者凹受液盘，且降液板与受液盘上表面存在间隙，对应在降液板中间的连接杆组成的吊梁结构处的受液盘上开有与筋板二上对应的螺栓孔。
22.而且，所述定位筋板上端焊接在降液板上，下端焊接在下一层的受液盘上，实现降液板和受液盘形成整体，且定位筋板为角钢或者钢板。
23.本实用新型的优点和积极效果是：
24.1、本实用新型提供一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构，其采用的大型可拆桁架梁主要由主梁与腹拉杆之间通过活连接形成三角稳定结构，强度好，稳定性高，通透性好，且此梁克服了传统桁架梁安装和设计方法，采用了每个上下平行主梁之间通过腹杆
采用活连接的方式，故此桁架梁不受高度限制，在塔内可以采用多层连接，梁越高，梁抵抗变形的能力越强。对于塔盘间距较小的板式塔而言，桁架梁的组成部件均可以顺利从人孔进入塔内，无需提前进塔安装，对于提前进塔的桁架梁部件可以随塔体运输到现场再进行安装，避免了运输过程中对安装好后的桁架梁进行框架支撑的繁琐流程，极大地缩短了供货周期，大大的降低了劳动成本。
25.2、本实用新型提供大型塔盘结构中的大型可拆桁架梁通过垂直降液板安装，与多溢流塔盘中的降液板连接后形成一个类似于鱼刺型的框架支撑梁结构，通过有限元软件对此塔盘进行强度计算发现在保证塔盘强度和小挠度要求的同时，可有效减少桁架梁的个数，极大的降低了桁架梁主梁的截面尺寸，节约了生产成本。
26.3、本实用新型通过在降液板之间设置连接杆一和连接杆二形成t型吊梁。此吊梁左右两端与对应的的两降液板连接，底部又与下层受液盘连接，这就形成一个具有较好强度和刚度的整体支撑部件。进一步保证了塔盘的强度和小挠度要求的同时减少了塔盘辅梁的使用，进一步降低了生产成本。另一方面通过连接杆一将降液板采用连通管的形式连接起来，对多溢流塔盘便于降液板两侧的气相流通，更好的保证塔内气液的流通面积，增加塔内气液的横向混合，减少气相流动阻力，使每层塔盘的底部的气体分布更均匀，有助于塔盘效率的提高。
附图说明
27.图1为一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构主视图的结构示意图。
28.图2为一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构主视图中a-a视图。
29.图3为一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构主视图中b-b视图。
30.图4为一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构中降液板之间的连接杆一和连接杆二的具体结构示意图。
31.图5为一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构中大型可拆桁架梁的主视图。
32.图6为一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构中大型可拆桁架梁的主视图中c-c视图。
33.图7为一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构中大型可拆桁架梁的俯视图。
34.图8为一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构中大型可拆桁架梁的主视图。
35.图9为一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构中大型可拆桁架梁的主视图。
36.其中：1-塔盘板,2-桁架梁,2-1主梁，2-2连接板，2-3腹杆，2-4降液板连接板一，2-5盖板,3-降液板、4-降液板连接板二、5-连接杆一，5-1法兰板、6-连接杆二、6-1筋板一，6-2筋板二，7-定位筋板，8-受液盘，9-固定筋板，10-支座，11-塔体，2-1-1—第一主梁组件，2-2-1—第二主梁组件。
具体实施方式
37.下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
38.一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构，包括塔体11、塔盘板1、桁架梁2、降液板3、降液板连接板一2-4、降液板连接板二4以及受液盘8，所述桁架梁为多层可拆卸主梁
2-1组合而成，所述桁架梁的每个主梁上间隔焊接有多个降液板连接板一，所述塔体上间隔焊接有多个降液板连接板二；所述降液板与桁架梁垂直设置，降液板一端与降液板连接板一螺栓连接，另一端与降液板连接板二螺栓连接，形成一个类似于鱼刺型框架梁结构；所述塔盘板与受液盘、降液板以及桁架梁的每一层主梁进行螺栓或者卡子连接；
39.且位于边上的降液板，其底部还焊接有多个定位筋板7，该定位筋板可以为角钢或者钢板，主要用于连接降液板底部和下一层受液盘，此定位筋板加强了受液盘并且保证降液板的底隙，位于中间位置的降液板之间还设置有多组吊梁结构，在每组吊梁结构处的降液板上开设有气相流通孔；所述吊梁结构包括连接杆一5以及连接杆二6，所述连接杆一水平横跨在降液板之间，所述连接杆二竖直活动安装在连接杆一中部，形成一个吊杆结构，所述连接杆二下部两侧焊接有筋板一6-1，所述筋板一用来与降液板下沿连接，保证底隙，所述连接杆二底端部焊接有筋板二6-2，通过该筋板二与下层塔盘中的受液盘进行螺栓连接，实现对下层塔盘板吊装支撑，同时使两降液板和下层受液盘形成一个具有较好强度和刚度的整体支撑部件；减少塔盘的辅梁，从而降低生产成本；
40.所述桁架梁包括多层主梁，多层主梁根据塔盘的间距垂直于降液板上下间隔平行设置；每层主梁上均布间隔安装有连接板2-2，上下相邻主梁的连接板之间通过腹杆2-3螺栓连接，形成三角支撑结构；且每层的主梁的两端上均制有与焊接在塔体上的固定筋板9上的螺栓孔相匹配的长圆形孔，主梁通过螺栓与固定筋板进行连接；且位于最上层的主梁为顶梁，位于中间位置的主梁包括第一主梁组件2-1-1和第二主梁组件2-1-2，所述第一主梁组件和第二主梁组件沿着塔体竖直方向交替排列设置，所述第一主梁组件包括第一主梁，第二主梁组件包括第二主梁，位于最下层的主梁为底梁，所述底梁两端还制有与焊接在塔体上的支座10上的螺栓孔相适配的搭靠孔，通过螺栓与支座进行连接实现整体桁架梁的稳定设置；
41.所述主梁的结构包括单层梁结构和双层梁结构，所述单层梁结构包括t型梁、工字钢梁、由钢板焊接连接而成的型钢梁，其中t型梁为一体制成的成品t型梁；工字钢梁为一体制成的成品工字钢梁；所述双层梁结构包括由角钢梁背靠背焊接组成的“t”型钢梁、由槽钢背靠背焊接组成的“工”字钢梁以及由其他型钢背靠背焊接组成的对称截面梁；
42.所述连接板的焊接位置以及采用连接板的形状与主梁的类型、间距和腹杆的夹角有关；
43.所述主梁为单层梁结构时，所述连接板沿梁的长度方向分别焊接在位于最上层的主梁下表面中心线上；焊接在位于中间位置的主梁上下表面的中心线上，焊接在位于最下层的主梁的上表面长度方向的中心线上；
44.所述主梁为双层梁结构时，连接板沿梁的长度方向夹在组成主梁的型钢之间并分别与主梁焊接；但是连接板夹在组成主梁的型钢之间会造成无连接板处有缝隙，为了防止漏液，需要在主梁的上表面缝隙处焊接盖板2-5防止漏液，盖板的长度由连接板的间距确定，宽度主要不影响塔盘安装即可；
45.所述腹杆的形心线与主梁的形心线在同一平面内且与主梁相交；所述腹杆可以为角钢、槽钢、其他型钢或钢板结构，腹杆之间的设计角度大于0
°
小于180
°
，每个腹杆两端均开有两个或三个螺栓孔使之与连接板上开有的螺栓孔相配合；
46.所述连接板包括连接板一、连接板二以及连接板三，所述连接板一和连接板三为
异型连接板，连接板二为矩形连接板，所述连接板一的长度是连接板二和连接板三的长度的2-3倍；
47.所述连接板一间隔设置在底梁上表面、顶梁下表面以及第二主梁的上、下表面，且底梁的连接板一与顶梁的连接板一呈现上下对称状态，第二主梁上表面设置的连接板一与底梁上的连接板一相对应，第二主梁的下表面设置的连接板一与顶梁上的连接板一相对应；所述连接板二均布间隔设置在第一主梁上、下表面；且在第一主梁同侧相邻的连接板二之间还设置有连接板三；所述第一主梁组件的连接板二与底梁、顶梁以及第二主梁上的连接板一在竖直方向对应，且第一主梁上相邻的连接板二和连接板三均通过腹杆与其上下相邻主梁上对应的连接板一螺栓连接形成三角结构。
48.所述主梁安装时是与降液板垂直安装，故在主梁贯穿降液板的相应位置处焊有降液板连接板一，降液板连接板一是焊接在主梁上的异形板，其形状是根据其具体所在位置处的腹杆来确定的，每一处与主梁连接的降液板连接板一一般是分两块跨过主梁对焊在一起的，降液板连接板一上开有螺栓孔与降液板上的螺栓孔相配合；
49.所述固定筋板可以为角钢、槽钢、其他型钢或方形或梯形等各种方便连接的钢板结构。固定筋板一端在竖直方向开有两个螺栓孔，此固定筋板是焊接在塔体内壁上，且固定筋板上的螺栓孔是与主梁两端的长圆孔相配合的；
50.桁架梁最后一层主梁是搭在焊接在塔体的支座上的，支座的平板上有两个螺栓孔与主梁翼板上的螺栓孔相配合。
51.本实施例采用的主梁为双层梁结构，具体为由角钢梁背靠背焊接组成的“t”型钢梁；安装时，桁架梁的主梁如图6所示，如果塔盘间距不大是可以从人孔进入的，进入塔体的主梁，根据塔盘间距垂直于降液板方向，上下平行设置，主梁通过两端的长圆孔与焊接在塔体上的固定筋板上的螺栓孔通过螺栓进行连接，主梁可根据实际塔盘层数来确定个数，最后一层塔盘是搭在塔壁的支座上的，并且通过螺栓与支座连接，主梁安装好后，可按照腹杆的设计夹角安装腹杆，腹杆通过螺栓孔与主梁上的连接板进行螺栓连接，这样很方便的就将桁架梁安装好了，然后再安装降液板、受液盘、塔盘板即可。
52.所述连接杆为带有法兰板5-1的方管或者圆管，也可以为角钢、槽钢、h钢等型钢结构；连接杆一为方管和圆管时，可以促进塔盘底部气相的流通，是塔盘底部的气相更均匀，孔径可以为dn50～dn500mm；连接杆一横跨在降液板之间，两端焊有法兰板，法兰板上开有螺栓孔，降液板与之连接处的的位置上也开有同管径大小的孔及相匹配的螺栓孔；
53.所述连接杆二可通过活连接或者焊接的形式与连接杆一固定，连接杆二上焊有筋板一，用来与降液板下沿连接，来保证底隙，连接杆二上焊有筋板二用来与下层塔盘中的受液盘进行连接，来对下层塔盘中的受液盘进行吊装支撑，可以减少塔盘的辅梁，从而降低生产成本；
54.所述塔盘板可以是角钢塔盘、浮阀塔盘、筛板塔盘或其类型的塔盘，塔盘板可以按照人孔大小分块，塔盘板一端安装在降液板上，一端安装在受液盘上，对应在降液板中间的连接杆组成的吊梁处的受液盘上开有与筋板二上对应的螺栓孔，这样降液板一端与桁架梁中的降液板连接板一螺栓连接，另一端与降液板连接板二螺栓连接，此时降液板和大型可拆桁架梁就形成一个类似鱼刺型的大型框架梁结构，通过有限元计算此结构更稳定，强度更高，挠度更小，同时降液板之间设有连接杆一和连接杆二对下一层塔盘的受液位置进行
吊装，这样就形成了一个强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构。
55.所述受液盘为平受液盘或者凹受液盘，降液板与受液盘上表面有一定的底隙存在，对应在降液板中间的连接杆组成的吊梁处的受液盘上开有与筋板二上对应的螺栓孔。
56.本实用新型中提出的一种强度高挠度小拆装方便的大型塔盘结构，克服了传统大塔径塔盘桁架梁安装、支撑和设计方法，采用了每个平行主梁之间通过腹杆采用活连接的方式，故此桁架梁不受高度限制。对于塔盘间距较小的板式塔而言，桁架梁的组成部件均可以顺利从人孔进入塔内，无需提前进塔安装，对于提前进塔的桁架梁部件可以随塔体运输到现场再进行安装，避免了运输过程中的框架支撑的繁琐流程，极大地缩短了供货周期，大大的降低了劳动成本。且降液板之间通过吊梁连接后又于下层受液盘连接形成一个具有较好强度和刚度的整体支撑部件，而桁架梁又通过垂直降液板安装，与多溢流塔盘中的降液板连接后形成一个类似于鱼刺型的框架支撑梁结构，通过有限元强度计算在保证塔盘强度和小挠度要求的同时，极大的减少了每层塔盘桁架梁的个数，降低了桁架梁主梁截面的尺寸，节约了生产成本
57.尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。